Способ испытания скальных пород в условиях растяжения Советский патент 1987 года по МПК E02D1/02 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при определении прочностных и деформационных свойств контакта бетон- скала, целиков скальной породы в условиях растяжения.

Цель изобретения - повышение достоверности получаемых результатов и снижение т.рудоемкости испытаний.

На чертеже изображена схема, поясняющая осуществление способа.

На скальном основании 1 размещен бетонный щтамп 2 с укрепленной в нем с помощью анкерных болтов 3 упорной балкой 4. На забое скважины 5 установлен упорный .элемент (свая, труба) 6 с силовым приспособлением 7, упертым в упорную балку 4. Гидравлическая система, включающая в себя манометры, щланги высокого давления, насосная станция для создания давления в домкратах и неподвижная измерительная рама для крепления индикаторов на схеме не показаны.

Способ осуществляют следующим образом.

На скальном основании 1 бурят скважину 5 на глубину не менее половины щи- рины щтампа 2, который бетонируют с образованием в нем соосного скважине отверстия того же диаметра. Штамп 2 снабжают упорной балкой 4, укрепленной в нем с помощью анкерных болтов 3. После твердения бетона на забой скважины 5 опускают упорный элемент 6, и устанавливают на нем силовое приспособление 7, например домкрат с упором в упорную балку 4. Создают давление в домкрате (Р) и измеряют перемещения щтампа до разрушения контакта бетон-скальная порода.

При необходимости испытаний щтампов значительной протяженности (например, имитирующих фрагмент водобойной плиты, связанной с основанием анкерами, при исследованиях совместной работы и образования трещин по контакту) количество скважин мо- жет быть увеличено. путем равномерного распределения по площади.

Практический вариант реализации способа в полевых условиях осуществляют следующим образом.

На выбранной площадке скального основания 1 бурят центральную скважину 5 диаметром 152 мм и глубиной 60 см, затем бетонируют щтамп 2 площадью 1 м- (квадратной формы 1x1 м или круглой, диаметром 113 см) с закладным отверстием по центру, диаметром, равным диаметру скважины (например, из обсадной трубы), и четырьмя анкерными болтами 3, омонолич нными в бетоне щтампа вокруг центрального отверстия. Высота щтампа 2 от средней плоскости контакта 50 см. После твердения бетона на выровненную (путем шлифовки специальной коронкой или путем закладки в скважину минимального объема

цементно-песчаного раствора) плоскость забоя опускают упорный элемент 6 (трубу 140X20 мм длиной 120 см с подпятни-. ком), а на верхний торец трубы ставят

вкладыш и силовое приспособление 7 (например, гидравлический домкрат на 50 или 100 т) На выпуски анкерных болтов 3 укладывают упорную балку 4 и болтами прижимают ее к щтоку домкрата 7 со сферическим подпятником. При подъеме штока домкрата усилие отрыва передается на щтамп через анкерные болты 3, а реактивное усилие - через упорный элемент 6 (трубу) на забой скважины. Таким образом, между забоем скважины и плоскостью контакта штампа 2

с породой формируется область растяжения, в пределах которой развивается зона раз- рущения.

По данным полевых опытов максимальные растягивающие напряжения по контакту бетон-скала, вызывающие разрущение с отрывом щтампа от основания (по контакту или по шэроде), не превыщает 5 кг/см (в среднем 1,5-2,0 кг/см). Выполненные расчеты на продольный изгиб упорного элемента (трубы), разрыв анкерных болтов,

удельных нагрузок на забое скважины (до 325 кг/см) дают основание считать этот вариант пригодным при испытании любых типов скальных пород.

. При проведении испытаний по определе- нию деформируемости и прочности скальных пород в условиях растяжения осуществляют циклическое приложение снятие растягивающей нагрузки, равномерно-распределенной в плоскости контакта щтампа с породой, с измерением деформаций ос- нования в окрестности штампа и перемещений самого щтампа. Для определения предельной прочности на растяжение нагрузку повышают до полного разрушения в области контакта с образованием сплошной трещины отрыва, проходящей либо в породе, либо по контакту.

Формула изобретения

Способ испытания скальных пород в ус- ловиях растяжения преимущественно в зоне контакта бетонного штампа с породой, включающей бетонирование щтампа на поверхности скальной породы с укрепленной на нем упорной балкой, создание растягивающих напряжений в плоскости контак- та шта.мпа с породой с помошью силового приспособления, опертого на упорную балку, измерение перемещений штампа и давления до момента разрущения контакта и определение прочностных и деформативных свойств контакта, отличающийся тем, что, с целью повыщения достоверности получаемых результатов и снижения трудоемкости испытаний, перед бетонированием щтампа в скальной породе бурят по крайней

313627784

мере одну скважину на глубину не менее по-размещения в нем до упора в забой

ловины ширины штампа, при бетонирова-скважины упорного элемента с силовым

НИИ штампа в нем образуют соосно соприспособлением, после чего создают растяскважиной отверстие того же диаметра длягивающие напряжения в плоскости контакта.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при определении в условиях растяжения прочностных и деформационных свойств контакта бетон-скала, целиков, скальной породы. Целью изобретения является повышение достоверности получаемых П ,-77ГТ, i У I результатов и с4.(4 3уДаемкости таний. На поверхност ГС№альной породы I в зоне бетонирования штампа 2 бурят одну центральную скважину 5 или несколько равномерно расположенных в этой зоне скважин на глубину не менее половины ширины штампа 2. Затем бетонируют штамп 2 с образованием в нем соосно скважине 5 отверстия того же диаметра и помешают в скважину 5 упорный элемент 6, выступающий над штампом 2 с силовым приспособлением 7. Путем упора в упорную балку 4, смонтированную в штампе 2 над силовым приспособлением 7, создают растягивающую нагрузку в плоскости контакта бетон-скала до отрыва по наиболее ослабленной поверхности. При этом реактивные усилия от силового приспособ- с ления передаются на забой скважины, что исключает их влияние на картину напряженного состояния, повышая достоверность получаемых результатов. 1 ил. сл со 05 KD оо